汽车构造（上册 第4版）课件：配气结构

配气结构配气结构第一节气门式配气机构的布置及传动第二节配气定时第三节配气机构的零件和组件2314567第一节气门式配气机构的布置及传动

第一节、气门式配气机构的布置及传动气门式配气机构由气门组和气门传动组零件组成。配气机构可以从不同角度分类,按气门的布置形式,主要有气门顶置式和气门侧置式;按凸轮轴的布置位置,可分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式;按曲轴和凸轮轴的传动方式,可分为齿轮传动式、链传动式和带传动式;按每气缸气门数目,有二气门式、四气门式和五气门式等。

一、气门的布置形式1.气门顶置式配气机构在图3-1所示的气门顶置式配气机构中,气门组包括气门3,气门导管2,气门主、副弹簧4和5,气门弹簧座6,锁片7等;气门传动组则由摇臂轴9、摇臂10、推杆13、挺柱14、凸轮轴15和定时齿轮组成。

图3-1气门顶置式配气机构1—气缸盖2—气门导管3—气门4—气门主弹簧5—气门副弹簧6—气门弹簧座7—锁片8—气门室罩9—摇臂轴10—摇臂11—锁紧螺母12—调整螺钉13—推杆14—挺柱15—凸轮轴

一、气门的布置形式2.气门侧置式配气机构气门侧置式配气机构的进气门和排气门都装置在气缸体的一侧,目前已被淘汰。气门开启的结构有三种:摇臂驱动(图3-4a)、摆臂驱动(图3-4b)和凸轮轴直接驱动(图3-4c)。 图3-4凸轮轴上置式配气机构a)摇臂驱动b)摆臂驱动c)凸轮轴直接驱动1—气门2—摇臂3—液力挺柱4—凸轮轴5—摆臂支座6—摆臂7—弹簧扣8—气门间隙调整块9—吊杯形机械挺柱10—气门弹簧座11—气门锁夹12—气门弹簧13—气门导管14—气门座圈

二、凸轮轴的布置形式凸轮轴的布置形式可以分为下置、中置和上置三种。三者都可以用于气门顶置式配气机构。1.凸轮轴下置式配气机构凸轮轴位于曲轴箱内的配气机构称为凸轮轴下置式配气机构。2.凸轮轴中置式配气机构当发动机转速较高时,为了减小气门传动机构的往复运动质量,可将凸轮轴位置移到气缸体的上部,由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂而省去推杆。3.凸轮轴上置式配气机构凸轮轴上置式配气机构中的凸轮轴布置在气缸盖上，在这种结构中,凸轮轴通过摇臂、摆臂驱动气门,或直接驱动气门。

三、凸轮轴的传动方式曲轴与凸轮轴之间的传动方式有齿轮传动、链传动和带传动。凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形定时齿轮传动；链条与链轮的传动特别适用于凸轮轴上置的配气机构；近年来,在高速汽车发动机上还广泛地采用传动带来代替传动链。

四、链（带）传动的张紧结构1.链传动的机械自动张紧机构2.链传动的液压自动张紧机构3.同步带传动的张紧机构五、每缸气门数及其排列方式一般发动机都采用每缸两个气门,即一个进气门和一个排气门的结构。为了进一步改善气缸的换气,在可能的情况下,应尽量加大气门的直径,特别是进气门的直径。当每气缸用两个气门时,为使结构简化,大多数采用气门沿机体纵向轴线排成一列的方式。当每缸采用四个气门时,气门排列的方案有两种:①同名气门排成两列由一个凸轮通过T形驱动杆同时驱动,并且所有气门都可以由一根凸轮轴驱动,两同名气门在气道中的位置不同,可能会使两者的工作条件和工作效果不一致;②同名气门在同一列,则没有上述缺点,但一般要用两根凸轮轴。六、气门间隙发动机工作时,气门将因温度的升高而膨胀。如果气门及其传动件之间在冷态时无间隙或间隙过小,则在热态下,气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严,造成发动机在压缩和做功行程中漏气,从而使功率下降,严重时甚至不易起动。为了消除这种现象,通常在发动机冷态装配时,在气门及其传动机构中留有一定的间隙,以补偿气门受热后的膨胀量。这一间隙称为气门间隙。2134567第二节

配气定时一、配气定时工作原理配气定时就是进、排气门的实际开闭时刻,通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示。这种图形称为配气定时图(图3-14)。图3-14配气定时图二、可变配气定时典型机构为了使高速和低速都能得到最佳的配气定时,20世纪80年代后,在轿车发动机上出现了一些可变配气定时的控制机构。一种既可改变配气定时,又能改变气门运动规律的可变配气定时-升程的控制机构,称为VTEC机构。其配气凸轮轴上布置了高速和低速两种凸轮,采用了设计特殊的摇臂,根据发动机转速的高低,自动切换凸轮,使摇臂分别被高速凸轮或低速凸轮驱动。由于凸轮的更换,从而实现了配气定时和气门运动规律均可变化的目的,其工作原理如图3-15所示。另一种配气定时可变机构如图3-16所示。二、可变配气定时典型机构图3-15

VTEC机构工作原理a)VTEC工作原理b)低转速时c)高转速时d)VTEC机构轴测图1—定时板2—中摇臂3—次摇臂4、5—同步柱塞6—定时柱塞7—进气门8—主摇臂9—凸轮轴10、12—低速凸轮11—高速凸轮13—阻挡柱塞14—机油流二、可变配气定时典型机构图3-16可变气门定时机构工作原理a)最小重叠位置b)最大重叠位置2134567第三节

配气机构的零件和组件一、气门组气门组包括气门、气门导管、气门座及气门弹簧等零件,如图3-17所示。有的进气门还设有气门旋转机构。气门组应保证气门能够实现气缸的密封,因此要求:①气门头部与气门座贴合严密;②气门导管与气门杆的上下运动有良好的导向;③气门弹簧的两端面与气门杆的中心线相垂直,以保证气门头部在气门座上不偏斜;④气门弹簧的弹力足以克服气门及其传动件的运动惯性力,使气门能及时关闭,并保证气门紧压在气门座上。图3-17气门组a)单气门弹簧b)双气门弹簧1—气门2—气门导管3—下气门弹簧座4—气门油封5—气门弹簧6—上气门弹簧座7—气门锁夹8—外气门弹簧9—内气门弹簧一、气门组1.气门气门由头部和杆部两部分组成。头部的工作温度很高,而且还要承受气体压力、气门弹簧力以及传动组零件惯性力的作用,其冷却和润滑条件又较差,因此,要求气门必须具有足够的强度、刚度、耐热和耐磨能力。2.气门导管气门导管的功用是起导向作用,保证气门做直线往复运动,使气门与气门座能正确贴合。此外,气门导管还在气门杆与气缸盖之间起导热作用.3.气门座气门座可在气缸盖上直接镗出。它与气门头部共同对气缸起密封作用,并接受气门传来的热量。一、气门组4.气门弹簧气门弹簧的功用是克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力,防止各传动件之间因惯性力的作用而产生间隙,保证气门及时落座并紧紧贴合,防止气门发生跳动,破坏其密封性。为此,气门弹簧应有足够的刚度和安装预紧力。二、气门传动组气门传动组主要包括凸轮轴、定时齿轮、挺柱,此外还有推杆、摇臂和摇臂轴等。气门传动组的作用是使进、排气门能按配气定时规定的时刻开闭,且保证有足够的开度。1.凸轮轴凸轮轴上主要配置有各缸进、排气凸轮1,使气门按一定的